Природная связь
Растения предупреждают друг друга об опасности, а бактерии принимают совместные решения. Песни управляют эволюцией птиц, а пчелы понимают указания робота. Как общаются существа, у которых нет мозга и вообще нервной системы и какие способы коммуникации используют более высокоразвитые животные?
Даже одноклеточные организмы могут общаться. Так, бактерии умеют делиться друг с другом полезными генами. Для этого у них есть плазмиды – своего рода генетические бандероли. Это маленькие кольцевые молекулы ДНК, путешествующие от одной клетки к другой. Но обычно бактерии не склонны поглощать первую попавшуюся ДНК: мало ли что это может быть, вдруг смертоносный вирус-бактериофаг? Поэтому прежде чем рассылать плазмиды, клетка-отправитель выделяет в среду особые сигнальные вещества. Достигая мембран других бактериальных клеток, эти послания делают их готовыми к приему чужой ДНК. Благодаря обмену генами бактерии так быстро приобретают устойчивость к антибиотикам, что это становится серьезной проблемой для медицины.
Это далеко не единственный случай, когда бактериям требуется коммуницировать с себе подобными. Некоторые умеют производить антибиотики, безвредные для них самих, но подавляющие рост микробов-конкурентов. Однако одной или нескольким клеткам нет смысла тратить на это энергию: концентрация антибиотика будет слишком мала. Приступать к истреблению конкурентов можно, только имея вокруг «единомышленников». Бактерии умеют производить куда менее дорогостоящее, чем антибиотик, сигнальное вещество. Когда его концентрация превышает определенный порог, бактерии «понимают», что их тут много, и дружно начинают вырабатывать антибиотик.
Химическая сигнализация, сообщающая «нас хватает для общего дела», называется чувством кворума. Им обладают разные бактерии. Например, у некоторых светящихся головоногих свет испускают симбиотические бактерии, живущие в специальных органах на коже животного – фотофорах. Но свечение одной или нескольких клеток слишком слабо, чтобы кто-либо мог его увидеть. Поэтому бактерии сначала наращивают свою численность, а потом «включают иллюминацию».